基于瞳孔识别技术的眼控电动轮椅.pdf
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1、基于瞳孔识别技术的基于瞳孔识别技术的眼控电动轮椅眼控电动轮椅广东省深圳市福田区红岭科技中学 薛皓元我的一个邻居和我年龄相仿,患有肌萎缩侧索硬化,行动十分不便。每天中午放学回家,我都看到他的家人推着轮椅上的他去公园游览。我想,能不能为像他这样行动不便特别是四肢不能动的人做点什么呢?在学校的科技创新课上,我萌生了设计一款“不用手脚也能控制的轮椅”的想法。有一次,我看到一款游戏可以通过“眼控仪”这种硬件操控赛车避开障碍物,从中受到启发,决定设计一种电动轮椅,让它像游戏中的赛车一样,由人们利用眼睛注视来控制,给生活中行动不便的人带来便利。使用者注视显示屏控制界面中的某个箭头,眼动仪监控眼球运动,从而定
2、位使用者眼睛注视的位置。Arduino 控制板根据定位的位置控制电动轮椅移动。我需要了解眼动仪的工作原理,进行相应的程序开发;使用 Arduino控制板改装电动轮椅控制电路板;将眼动仪控制程序对接Arduino控制板,实现对电动轮椅控制方式的调整。调研眼动仪的种类以及应用场景。市面上的眼动仪种类很多,不同的眼动仪外观、功能和使用方法都有所不同。考虑到设计需求,我选取了体积较小的 Tobii 眼动仪。调研市场上的电动轮椅,我没有发现用眼睛控制的电动轮椅。不同的使用者对电动轮椅的需求不同,认知能力好但腿脚行动不便的人和下肢截瘫患者使用操纵杆式电动轮椅就行,而高位截瘫和肌萎缩侧索硬化患者需要特制的电
3、动轮椅。研究背景基本思路前期调研22222023 年 8 月发明与创新初中生创造天地创造天地根据调研的结果,与老师讨论后,我绘制了基于瞳孔识别技术的眼控电动轮椅设计图,并制作了作品。作品由电动轮椅、Tobii 眼动仪、Arduino 控制板、支架、广角摄像头和移动控制按键等构成。显示屏装在支架上,Tobii 眼动仪在显示屏下方,广角摄像头置于支架上,可以避免 Tobii 眼动仪和移动控制按键对使用者视线的影响。电动轮椅后面也装了摄像头,摄像头会将电动轮椅前方和后方的即时画面实时传输到显示屏上,通过显示屏,使用者可以观察到电动轮椅前后的情况,视野更加开阔。作品结构与功能图 1 作品手绘设计图图
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